Question

（2012?成都）實驗室備有下列器材：
A．待測定值電阻Rx：阻值在49～52Ω之間
B．滑動變阻器：最大阻值如圖甲
C．滑動變阻器：最大阻值如圖乙
D．定值電阻R₀：阻值20Ω
E．電壓表V：測量范圍0～3V
F．電源E：電源電壓恒為4.5V
G．單刀雙擲開關（雙向開關）S及導線若干
為了較精確地測出待測電阻R_x的電阻，小明設計了圖丙所示的電路．

（1）在小明設計的電路中，滑動變阻器應選

C

（填器材前面的序號字母）．
（2）小明在實驗中的主要操作步驟及記錄的數(shù)據(jù)是：
Ⅰ．將開關S擲向1，由

b至a

（填“a至b”或“b至a”）移動滑動變阻器的滑片P至某一位置，讀出V表的示數(shù)為2.5V；
Ⅱ．保持滑動變阻器滑片P的位置不變，將開關S擲向2，讀出V表的示數(shù)為1.5V．
根據(jù)小明的測量數(shù)據(jù)可以得到待測電阻的阻值R_x=

50

Ω．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點求出待測電阻與滑動變阻器串聯(lián)時分得的最小電壓，再與電壓表的量程相比較即可選擇滑動變阻器的規(guī)格．
（2）閉合開關前，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；當開關S擲向1時，待測電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測待測電阻兩端的電壓；保持滑動變阻器滑片P的位置不變，將開關S擲向2時，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測定值電阻兩端的電壓，根據(jù)根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律分別得出等式，解等式即可求出待測電阻的阻值．

解答：解：（1）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知，若接最大阻值為20Ω的電阻時，電阻兩端分得的電壓最小為

49Ω

49Ω+20Ω

×4.5V≈3.2V＞3V，
即此滑動變阻器的最大阻值過小，故應選擇最大阻值較大的C規(guī)格的滑動變阻器．
（2）將開關S擲向1時，因開關閉合前，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值的b，
由b至a移動滑動變阻器的滑片P至某一位置，如下圖所示：

則，I=

Ux

Rx

=

U-Ux

R

，
即

2.5V

Rx

=

4.5V-2.5V

R

------------①
保持滑動變阻器滑片P的位置不變，將開關S擲向2時，如下圖所示：

則，I′=

U0

R0

=

U-U0

R

，
即

1.5V

20Ω

=

4.5V-1.5V

R

------------②
由①②兩式可得：R_x=50Ω．
故答案為：（1）C；（2）b至a；50．

點評：本題考查了串聯(lián)電路特點和歐姆定律的應用，關鍵是會分析電路圖得出測量待測電阻的方法，難點是根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點確定滑動變阻器的規(guī)格及其正確的使用．